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mit Gas beheizte Ofenanlage, insbesondere für Gaserzeugung. Die Erfindung
betrifft eine Gasfeuerung, die sich insbesondere für Gaserzeugungsöfen eignet und
bei der die zur Beheizung des Ofens dienenden Heizgase in einem Heizgaserzeuger
aus festen Brennstoffen gewonnen Sverden. Man hat bereits vorgeschlagen, die Wärme
der Feuerungsgase, also derjenigen Gase, die den Heizraum des Ofens verlassen haben
und somit für die Entgasung in den Ofenkammern nicht mehr aasnutzbar sind, dadurch
auszunutzen, daß man den festen Heizbrennstoff, mit dem der Heizgaserzeuger beschickt
wird, durch die Feuerungsgase in einem besonderen Raum, z. B. dem Zubringerschacht
des Heizgaserzeugers, erhitzt, bevor die Heizgase erzeugt werden. Die Feuerungsgase,
welche aus dem Heizraum des Heizgas-,erzeugers austreten, haben zumeist eine noch
aasnutzbare Wärme, die man jedoch bisher für den Ofenbetrieb selbst noch nicht ausgenützt
hat.
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Ferner hat inan die Feuerungsgase zur Vorwärmung der Oberluft durch
Wärrneausiauschvorrichtungen geführt; die heim Austritt aus diesen Wärmerückge«-innungseinrichtungen
in den Feuerungsgasen aber bekanntlich noch enthaltene Wärme hat man ebenfalls für
den eigentlichen Betrieb des Ofens noch nicht ausgenutzt, sondern nur für andere
Zwecke, z. B. zur Warinwasserbereitung usw.
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Durch die Erfindung ist nun bezweckt, bei den verschiedenen in Frage
kommenden Heizbrennstoffen, insbesondere Steinkohle, Rohbraunkohle, Torf und Holz,
die Hitze der Abgase restlos für den eigentlichen Ofenbetrieb selbst auszunutzen,
indem die verschiedenen Wärmerückgewinnungseinrichtungen in bestimmter Weise hintereinander
geschaltet werden.
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Bei Verwendung von Steinkohle o. dgl. als Heizbrennstoff ist dies
dadurch erreicht, daß die Heizzüge zur Beheizung des diesen Heizbrennstoff enthaltenden
Raumes zwischen die Heizzüge des Ofens und die der Erhitzung der Verbrennungsluft
dienenden Wärmeaustauschvorrichtungen geschaltet sind. Bei dieser Hintereinanderschaltung
von Ofen, Heizraum des Heizgaserzeugers und Wärmeaustauschvorrichtung kann die Steinkohle
durch die Abgase so weit entgast werden, daß diese Gase beim Eintritt in die Wärmeaustauschvor
richtung gerade noch die Wärme haben, die zur Erhitzung der Oberluft erforderlich
ist. Die Wärme der Abgase wird somit für die Entgasung und Vorwärmung des Reizbrennstoffes
sowie für die Erhitzung der Oberluft, also lediglich für die Bedürfnisse des Ofenbetriebes
selbst, restlos ausgenutzt.
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Bei Verwendung von Rohbraunkohle o. dgl. als Heizbrennstoff, deren
Entgasungstemper atur niedriger liegt, werden erfindungsgemäß die Heizzüge zur Beheizung
des diesen Brennstoff enthaltenden Raumes zwischen zwei Wärmeaustauschvor richtungen
gelegt. Durch die vorgeschaltete Wärmeaustauschvorrichtung wird die Wärme der Abgase
bis auf die niedrigere Entgasungstemperatur der Rohbraunkohle unter Ausnutzung der
Wärme für die Erhitzung eines Teils der Oberluft ausgenutzt und durch die nachgeschalteteWärmeatistauschvorrichtung
für die Erhitzung des verbleibenden Teils der Oberluft, wobei die Wärmemenge verwertet
wird, die bei der Entgasung der Rohbraunkohle nicht verbraucht wurde.
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Bei sehr minderwertigen, insbesondere auch wasserhaltigen Heizbrennstoffen,
wie Torf, kommt im wesentlichen nur eine derartige Erhitzung des Brennstoffes durch
die Abgase in Betracht, daß die bei niedrigen Temperaturen entweichenden Stoffe
ausgeschieden und auch das Wasser ausgetrieben wird. Bei Verwendung derartiger Heizbrennstoffe
werden
nach der Erfindung die Heizzüge zur Beheizung des diesen
Brennstoff enthaltenden Raumes an die Wärineaustauschvorrichtungen des Ofens angeschlossen.
Die Wärme der aus diesen austretenden Abgase reicht dann gerade noch aus, um diese
Stoffe aus dem minderwertigen Heizbrennstoff auszutreiben.
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Bei zonenweiser Beheizung des den Heizbrennstoff enthaltenden Raumes
kann in fielen Fällen die Wärme der Abgase noch günstiger für die Behandlung des
Heizbrennstoffes ausgenutzt werden.
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Man hat auch bereits bei Koksöfen vorgeschlagen, einen Teil der Abgase
des Ofens durch Wärmespeicher hindurchzuleiten und einen anderen Teil durch den
Heizraum eines zur Vorverkokung der Kokskohle dienenden Behälters, also zur Vorbehandlung
des in dem Ofen selbst zu behandelnden Gutes. Diese beiden Wärmerückgewinnungseinrichtungen
sind dann parallel zum Heizraum des Ofens 'Jeschaltet, während bei der Gasfeuerung
nach der Erfindung nur die Hintereinanderschaltung zur restlosen Ausnutzung der
Abhitze für den Ofenbetrieb selbst verwendet wird. Die Parallelschaltung hat aber
den wesentlichen \achteil, daß es nicht gelingt, die Temperatur der Abgase der jeweiligen
Beschaffenlieit des vorzuwärmenden Brennstoffs im Sinne der Erfindung anzupassen,
da die Teinperatur der Abgasteilströme die gleiche ist.
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Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen eines Gaserzeugungsofens
finit im Ofenkörper liegendem Generator dargestellt.
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Abb. i bis 3 zeigen eine Ausführungsform des Ofens, und zwar ist Abb.
i ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie A-B der Abb.2, die einen wagerechten
Querschnitt nach der Linie C-D der Abb. i zeigt. Abb. 3 ist ein senkrechter Querschnitt
nach der Linie E-F der Abb.2. Abb.4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform des
Ofens, wobei Abb. 4, einen der Abb. i entsprechenden Längsschnitt zeigt, Abb.5 ein
Querschnitt nach der Linie G-H der Abb. 4 und Abb. 6 ein senkrechter Querschnitt
nach der Linie I-K. der Abb. 5 ist. Abb. 7 bis 9 zeigen eine (li-itte Ausführungsform,
wobei Abb.7 ein der Abb. i entsprechender Längsschnitt, Abb. 8 ein wagerechter Querschnitt
nach der Linie L-1V1 der Abb. 7 und Abb. 9 ein senki-echter Querschnitt nach der
Linie Ar-0 der Abb. 8 ist. Abb. io bis 12 zeigen eine Ab-:inderungsform, wobei Abb.
io ein der Abb. i entsprechender Längsschnitt, Abb. i i ein wagerechter Querschnitt
nach der Linie P-Q cler Abb. io und Abb. 12 ein senkrechter Querschnitt nach der
Linie R-S der Abb. i i ist.
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Die Vertikalretorten i werden beim dargestellten Ofen in der üblichen
Weise durch Heizgase beheizt, die in einem sich unmittelbar anschließenden Generator
2 erzeugt werden. Die Heizgase treten durch Kanäle 3 in einen Sammelkanal 4 und
aus diesem durch Kanäle 5 in die Heizzüge 6 der Retorten. Dort mischen sie sich
mit der durch die Kanäle 7, 8, 9 in die Heizzüge 6 eintretenden Verbrennungsluft,
die durch die seitlich vom Generator 2 angeordneten Rekuperatoren io vorgewärmt
wird.
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In den oberen Teil des Generators :2 sind zwei kleinere Vertikalretorten
i i eingebaut, und zwar mit ihren Heizzügen 12. Diese Heizzüge sind bei der Ausführungsform
nach Abb. i bis 3 unten durch Kanäle 13 an den Sammelkanal 14 für die Abgase des
Retortenofens angeschlossen. Der Sammelkanal steht durch Öffnungen 15 in der üblichen
Weise mit den Heizzügen 6 der Vertikalretorten i in Verbindung.
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In die Heizzüge 12 der Retorten i i münden oben die Kanäle 16, die
zum oberen Ende der Rekuperatoren io führen, an deren unteres Ende Kanäle 17 angeschlossen
sind, die in den Fuchs münden.
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Die Retorten i i werden mittels der Beschickungsvorrichtung 18 von
oben mit dem festen Brennstoff, z. B. Steinkohle, beschickt, der zur Erzeugung der
Heizgase für die Retorten i dient. Die Retorten i i sind oben durch eine Leitung
i9 an die Ableitung 2o der Retorten i angeschlossen.
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Die Heizgase treten daher, nachdem sie die Retorten i umspült und
dabei den größten Teil ihrer Wärme an den Retorteninhalt abgegeben haben, durch
die Öffnungen 15 aus den Heizzügen 6 als Abgase in den Sammelkanal 14 und aus diesem
durch die Kanäle 13
mit einer Temperatur von etwa iooo° C in den unteren Teil
der Heizzüge 12 der Retorten i i. `ach Umspülung dieser Retorten strömen die Abgase
durch die Kanäle 16 in die beiden seitlichen Rekuperatoren io, fallen in diesen
ab und entweichen durch die Kanäle 17 zum Fuchs.
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Die Abmessungen der Retorten i i und der helcuperatoren io sind so
gewählt, daß die aus den Kanälen 17 entweichenden Abgase eine praktisch ausnutzbare
Wärme nicht mehr haben. Die in den Retorten i i enthaltene Steinkohle wird durch
die Abgase auf ihre Entgasungstemperatur gebracht, wobei ein großer Teil der Wärme
der Abgase :-erbraucht wird, während die noch verbleibende Wärme beim Durchströmen
der Rekuperatoren io an die vorzuwärmende Verbrennungsluft abgegeben wird.
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Die durch die Entgasung in den Retorten i i gewonnenen Destillationsgase
treten durch die Leitung i9 in die Ableitung 2o der Retorteil
i
und mischen sich mit den darin erzeugten Destillationsgasen, so daß sie zur Leuchtgaserzeugung
und Gewinnung der Nebenerzeugnisse beitragen. Da die schon stark entgaste Steinkohle
aus den Retorten i i in glühendem Zustande in den unteren Teil des Generators 2
sinkt, bedarf es kaum noch der @' erbrelinung von Brennstoff, um die Kohle oder
den Koks auf die zur Erzeugung der Heizgase erforderliche Verbrennungstemperatur
zu bringen.
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Durch die Ausnutzung der Wärme der Abg..:se zur Entgasung der Steinkohle
in den Retorten i i werden daher nicht nur Destillationsgase und Nebenerzeugnisse
gewonnen, sondern es wird auch an Heizbrennstoff gespart, während in Verbindung
mit den Rekuperatoren i o eine restlose Ausnutzung der Wärme der Abgase erfolgt,
und zwar ausschließlich für den Betrieb des die Vertikalretorten i enthaltenden
Ofens.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 4 bis 6 schließen sich an den Sammelkanal
14 Kanäle 21 all, die zum oberen Ende der beiden Rekuperatoren führen, deren Gaskanäle
durch wagerechte Scheidewäll(le 22 in zwei Abteilungen 23a, 23b unterteilt sind.
An die oberen Gaskanäle 23a schließen sich am unteren Ende Kanäle 2d. an, die in
den unteren Teil der Heizzüge 12 der Retorten i i münden. Voll den Heizzügen 12
führen oben Kanäle 25 zci den oberen Enden der unteren Gaskanäle 23f, die unten
durch Kanäle 17 mit dein Fuchs in Verbindung stehen. Die Luftkanäle 26 der 1Zekuperatoren
führen ununterbrochen voll unten nach oben unter LTingehung der Kanäle 25.
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Die Retorten i i «erden z. B. mit Rohbraunkohle beschickt, deren Entgasungsremperatur
etwa bei 700' C liegt. Die aus den Üfnungen 15 austretenden Abgase
teilen sich in zwei Ströme, «-elche durch die Kanäle 21 in die oberen Gaskanäle
23a der Rekuperatoren ziehen, die in den Kanälen 26 aufsteigende Verbrennungsluft
vorwärmen und durch die Kanäle 24 in die Heizzüge 12 der Retorten i i eintreten.
Die Abmessungen der aus den Gaskanälen 23a und den Luftkanälen 26 bestehenden Rekuperatoren
sind so gewählt, daß die Abgase durch die Wärmeabgabe in diesen Rekuperatorabteilungen
auf eine Temperatur gekommen sind, die etwa der Entgasungsternperatur der Rohbraunkohle
entspricht. Beim Durchtritt der Abgase durch die Heizzüge 12 wird daher die in der
Retorte i i enthaltende Rohbraunkohle bei der günstigsten Temperatur entgast. Die
Abgase treten dann durch die Kanäle 25 in die unteren Gaskanäle 23b der Rekuperatoren
und entweichen durch die Kanäle 17 zum Fuchs. Hierbei geben die Abgase den grüßten
Teil der nach ihrem Austritt aus den Heizzügen 12 ihnen noch innewohnenden Wärme
an die in den Kanälen 26 der Abteilungen 23b aufsteigende Verbrennungsluft ab, so
daß sie beim Austritt aus diesen Abteilungen keine praktisch verwertbare Wärmemenge
mehr enthalten.
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Durch Versetzung der Scheidewände 22 und entsprechende Verlegung der
Kanäle 2q., 25 kann die Temperatur der Abgase bei ihrem hintritt in die Heizzüge
12 der Entgasungstemperatur des jeweilig verwendeten Heiz-1)rennstoffes angepaßt
werden. Insbesondere lassen sich auch die Scheidewände leicht in vorhandene Rekuperatoren
nachträglich einbauen. Infolge des Durchtritts der Abgase zuerst durch die oberen
Abteilungen der beiden Rekuperatoren und dann nach Beheizung der Retorten i i durch
die unteren Abteilungen ist eine bessere Wärmeverteilung im Gfenkörper erreicht,
und die Gaskanäle, insbesondere der Sammelkanal 1q., erhalten günstigere Abmessungen,
als wenn die Abgase zuerst durch den einen Rekuperator in seiner ganzen Höhe und
dann nach Beheizung der Retorten i i durch den zweiten Rekuperator strömen würden.
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An den Sammelkanal 14 schließen sich auch bei der Ausführungsform
nach den Abb. 7 bis 9 Kanäle 2 i an, welche zu den Rekuperatoren io führen. Es stehen
aber die unteren Enden der Gaskanäle der ungeteilten Rekuperatoren durch Kanäle
27 mit dein unteres Teil der Heizzüge 12 der Retorten i i in Verbindung. Oben sind
die Heizzüge 12 durch eiheil Kanal 2,9 an einem Schornstein 29 all-(leschlossen.
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~ Diese Schaltung der Retorten i i wird z. B. verwendet, wenn sie
mit Torf beschickt werden. Die Abgase durchströmen zuerst die ganzen Rekuperatoren
io und treten durch die Kanäle 27 in die Heizzüge 12 der Retorten ii. Die Rekuperatoren
sind so bemessen, drß die Abgase durch Abgabe von Wärme an die vorzuwärmende Verbrennungsluft
bei ihrem Eintritt in die Heizzüge 12 nur noch eine Temperatur haben, bei welcher
das im Torf enthaltende Wasser verdampft wird. Die Wärmemenge, welche die Abgase
bei dieser Temperatur noch enthalten, wird durch die Beheizung der Retorten i i
fast restlos verbraucht, so claß die Abgase in den Schornstein -2c> mit einer nicht
mehr praktisch verwertbaren Wärme entweichen.
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Die Heizzüge der Retorten i i sind bei der Ausführungsform nach Abb.
1o bis 12 durch eine Scheidewand 30 in zwei Abteilungen i2a, 12b unterteilt. Die
untere Abteilung 12l' steht, wie bei der Ausführungsform nach Abb. i bis 3, am unteren
Ende mit dem Sammelkanal 14 durch Kanäle 13 in Verbindung. Oben ist diese Abteilung
durch Kanäle 31 an
die oberen Enden der Rekuperatoren 1o angeschlossen,
von deren unteren Enden Kanäle 32 zu dem unteren Ende der oberen Abteilung r211
führen. Oben steht diese Abteilung durch den Kanal 28 mit dem Schornstein 29 in
Verbindung.
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Die Abgase treten aus dem Sammelkanal 14 durch die Kanäle 13
unmittelbar in die Abteilung r 2b der Heizzüge der Retorten i r und aus dieser Abteilung
erst durch dieKanäle31 in die Rekuperatorenio, so daßdie untere, imBereich der Abteilung
12b liegende Zone der Retorten i i stark beheizt wird. Nach Durchtritt durch die
Rekuperatoren io strömen die Abgase durch die Kanäle 32 in die Abteilung r211 der
Heizzüge der Retorten i r und treten aus dieser Abteilung durch den Kanal 28 in
den Schornstein 29. Beim Eintritt in diese Abteilung haben die Abgase eine wesentlich
niedrigere Temperatur als beim Eintritt in die Abteilung r2b, da sie einen großen
Teil ihrer Wärme in den Rekuperatoren an die vorzuwärmende Luft abgegeben haben.
Die im Bereich der Abteilung 1211 liegende Zone der Retorten i r wird also schwächer
beheizt, und es können die Verhältnisse so getroffen sein, daß die Abgase beim Verlassen
der Abteilung r211 keine praktisch ausnutzbare Wärme mehr besitzen.
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Diese zonenweise Beheizung der Retorten i i ist z. B. bei Verwendung
von nassem Holz als Heizbrennstoff zweckmäßig, damit im oberen Teile der Retorten
das Wasser aus dem Holz ausgetrieben und darauf ini unteren Teile der Retorten das
Holz verkokt wird, so (laß es zur Vergasung im Generator 2 zwecks Erzeugung der
Heizgase geeigneter ist. Minderwertiger Brennstoff, der oft aus vielen losen Teilen
besteht, kann auf diese Weise allinählich in den backenden Zustand übergefilhrt
werden, der seine Vergasung im Generator 2 erst praktisch möglich macht.
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Da zur Ausnutzung der Wärme der Abgase nur die Retorten i i mit ihren
Heizzügen 12 in den oberen Teil des Generators 2 eingebaut und diese Heizzüge durch
Kanäle mit den Heizzügen des Ofens und den Rekuperatoren verbunden zu werden brauchen,
können Retortenöfen mit Generatorfeuerung leicht nachträglich gemäß der Erfindung
eingerichtet «-erden. Die Erfindung eignet sich jedoch für Üfen aller Art, bei denen
zur Erzeugung der Heizgase fester Brennstoff verwendet wird und die Erzeugungsstätte
der Heizgase dicht bei dein zu beheizenden Ofen liegt.